Dans une récente étude publiée sur medRxiv* serveur de préimpression, des chercheurs aux États-Unis ont enquêté sur la source d’une souche énigmatique du syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Omicron variant of concern (VOC)-like spike (S) protein détectée dans les eaux usées mais pas en clinique échantillons.
Le 11 janvier 2022, une séquence S peu commune a été identifiée dans les eaux usées métropolitaines ; cependant, l’origine de la séquence énigmatique très divergente de la souche SARS-CoV-2 S, identifiée dans les eaux usées mais pas dans les échantillons cliniques, est inconnue. Si la séquence de la souche énigmatique (ES) était d’origine humaine et transmissible. Dans ce cas, il pourrait être une source de futurs COV et un outil précieux pour prédire les séquences du SRAS-CoV-2 à incorporer dans les thérapeutiques de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) telles que les vaccins.
Étude : Traçage de l’origine des séquences SARS-CoV-2 Omicron-like Spike détectées dans les eaux usées. Crédit d’image : ronstik/Shutterstock
Sommaire
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont cherché à savoir si le SARS-CoV-2 ES identifié dans les eaux usées était d’origine animale ou humaine.
La présente étude a été menée dans le Wisconsin, aux États-Unis (États-Unis), à l’aide d’échantillons composites d’eaux usées. Le principal résultat était d’identifier le ou les hôtes humains ou non humains responsables de l’élimination de l’ES dans les eaux usées municipales. Les échantillons ont été traités au WSLH (laboratoire d’hygiène de l’État du Wisconsin) et à l’Université du Missouri. Les niveaux d’acide ribonucléique (ARN) du SRAS-CoV-2 dans les échantillons d’eaux usées ont été mesurés à l’aide d’une analyse numérique de la réaction en chaîne par transcription inverse-polymérase (RT-dPCR), et les échantillons ont été soumis à une analyse de séquençage du génome entier (WGS).
Les échantillons ont été incubés dans des cellules Vero E6 exprimant la sérine protéase 2 transmembranaire (TMPRSS2) et l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine (hACE2) pour des expériences de culture cellulaire. Des haplotypes représentatifs de la séquence ES ont été obtenus en amplifiant le domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2 S (RBD) des échantillons d’eaux usées à l’aide d’amorces conçues pour exclure les souches Omicron. De plus, une analyse de la diversité des séquences d’eaux usées obtenues à partir d’échantillonnages en juin 2022 et en août de la même année a été réalisée.
L’analyse impliquait une analyse de régression de la racine à la pointe (distance) des séquences basée sur l’arbre phylogénétique dénotant le maximum de vraisemblance. Les séquences ont été alignées sur les séquences ancestrales de la base de données GISAID (initiative mondiale sur le partage de toutes les données sur la grippe). Le nombre de variantes de nucléotide unique (nt) intra-hôte (iSNV) pour les dates de juin et août 2022 pour chaque type de mutation [such as synonymous (Syn) or non-synonymous (non-Syn) and insertion-deletion (indel)] étaient déterminés.
Résultats
L’échantillon a été initialement identifié pour contenir les influents bruts de cinq districts d’interception de la zone de chalandise métropolitaine, échantillonnant plus de 100 000 individus de manière efficace. La source ES a été affinée en examinant chaque ligne d’interception; l’ES a été identifié dans une seule conduite d’eaux usées de sous-district (zone de captage de 30 personnes) de la conduite qui desservait le hangar d’égout de l’usine de traitement appartenant à l’État. La séquence contenait une combinaison de mutations nt presque fixes identifiées auparavant uniquement dans B.1.234, un COV qui a circulé dans le Wisconsin à de faibles niveaux entre octobre 2020 et février 2021.
En mars de la même année, des tests supplémentaires sur les sous-stations et les trous d’homme du district d’interception ont été effectués, ce qui a montré la persistance des ES et a encore réduit la source des ES. En mai de la même année, la source de SE a été affinée à un trou d’homme qui accédait à une conduite d’eaux usées collatérale d’un bâtiment. En juin 2022, des tests ultérieurs sur les eaux usées des conduites d’égout du bâtiment ont été effectués, ce qui a affiné davantage la source ES en une ligne unilatérale connectée à six toilettes de ce bâtiment, indiquant l’origine humaine de l’ES.
Des niveaux extrêmement élevés d’ARN du SRAS-CoV-2 (520 millions de copies/L en juin 2022 et 1 600 millions de copies/L en août 2022) ont été détectés dans l’échantillon d’eaux usées intérieures ; cependant, des cultures SARS-CoV-2 viables n’ont pas été obtenues. Le SRAS-CoV-2 dans l’échantillon ressemblait à une lignée 2020-2021, à l’exception de la protéine S, dans laquelle des variantes de type Omicron ont été détectées. De plus, l’équipe a détecté un taux considérablement accru de mutation non-Syn par rapport à la mutation Syn dans S mais pas dans les autres gènes du SRAS-CoV-2.
Les résultats indiquent qu’un individu, initialement infecté lorsque la souche B.1.234 circulait pendant une période prolongée, a excrété l’ES du SRAS-CoV-2 en 2022 et que la variation de S dans la souche se diversifiait en fonction de la sélection. Fait intéressant, en outre, un rassemblement de souches fixes a été observé dans le site codant pour l’ectodomaine de la protéine membranaire SARS-CoV-2 (M).
Le site a été exposé au-delà du virion du SRAS-CoV-2 et a été établi comme cible pour la liaison des anticorps. Le cluster comprenait une insertion GCAACAACTCAGAGT de 15 nt qui codait pour les acides aminés SNNSEF) similaire à la séquence virale détectée entre les positions 11893 et 11907 dans le gène du cadre de lecture ouvert 1a/b (ORF1a/b). L’ES a montré des mutations M:G6C, M:L17V et M:A2E.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que l’excrétion prolongée du tractus gastro-intestinal humain (GIT) est la source la plus probable de séquences de variantes du SRAS-CoV-2 évolutivement avancées détectées dans les eaux usées. Par conséquent, des efforts internationaux plus fréquents de surveillance des eaux usées des conduites d’égouts pourraient probablement identifier de nombreux SE.
Compte tenu du nombre massif d’infections par Omicron VOC, les auteurs ont émis l’hypothèse que plusieurs ES dérivés d’Omicron VOC seraient probablement détectés dans les eaux usées sous peu. Compte tenu de l’énorme propagation du COV d’Omicron, le nombre d’infections prolongées par le SRAS-CoV-2 donnant lieu à plusieurs ES augmenterait également, augmentant ainsi la fréquence de détection de plusieurs ES. Les découvertes d’étude ont accentué que les infections SARS-CoV-2 prolongées pourraient donner lieu à des tensions divergentes SARS-CoV-2 et ont souligné le besoin d’identifier de tels cas COVID-19.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
